Tolérances de position

A la section Cotes de position dans Cotation, plusieurs exemples illustrent les méthodes traditionnelles pour coter les positions des trous, soit par les coordonnées cartésiennes soit par les coordonnées polaires. Chaque cote est affectée d'une tolérance qui est inscrite ou identifiée par une note générale.

A la figure 12.15.a, la position du trou est déterminée par rapport aux deux surfaces orthogonales.

Figure 12.15
Zone de tolérance

Le centre du trou peut se trouver n'importe où à l'intérieur d'une zone de tolérance carrée (figure 12.14.b section Tolérances géométriques). Donc, la tolérance totale admissible est √2 fois plus grande que la tolérance indiquée. Si les coordonnées polaires sont utilisées pour positionner le centre du trou, la zone de tolérance sera un secteur de couronne.

Lorsque quatre trous sont positionnés par des coordonnées cartésiennes (figure 12.16.a), deux des zones de tolérance possibles correspondant à chacun des trous sont illustrées aux figures 12.16.b et 12.16.c, les tolérances de position sont en réalité plus grandes que celles indiquées par les cotes.

Figure 12.16
Zone de tolérance

En effet, le trou A étant choisi comme un élément de référence, la grandeur des zones de tolérance des trois autres trous se déduit de la tolérance entre les trous tandis que la position de ces zones varie suivant la position réalisée du trou A.

Par conséquent, avec les dimensions indiquées à la figure 12.16.a, il est difficile de dire si la pièce fabriquée sera fonctionnelle ou non, même si elle satisfait les tolérances indiquées sur le dessin.

Pour surmonter ces difficultés, on peut utiliser les tolérances de position de plusieurs façons différentes, dont l'une est illustrée à la figure 12.17.a.

Figure 12.17
Tolérancement de position pour un ensemble de caractéristiques

Dans cette méthode de localisation en deux étapes, on emploie deux tolérances distinctes de position, une pour la position de l'ensemble des trous par rapport aux surfaces de référence et une pour la position des trous isolés à l'intérieur de l'ensemble.

Dans la figure 12.17.a, les cotes encadrées ne sont pas tolérancées et elles indiquent la position théorique exacte, cote nominale, de chaque trou. La position de l'ensemble des trous est représentée par des zones cylindriques de tolérance de .028" de diamètre, alors que les positions des trous individuels sont représentées par des zones cylindriques de tolérance de .007" de diamètre (figure 12.17.b).

Une « zone cylindrique de tolérance » est un volume cylindrique dont le diamètre est égal à la tolérance de position et dont la hauteur est celle de l'élément considéré, à moins d'indication contraire (figure 12.18). L'axe de l'élément doit se situer à l'intérieur de ce volume.

Figure 12.18
Zone cylindrique de tolérance

L'axe du trou peut coïncider avec l'axe de la zone cylindrique de tolérance (figure 12.18.a), il peut aussi lui être parallèle, tout en demeurant dans le cylindre (figure 12.18.b), ou il peut être incliné par rapport à l'axe de la zone cylindrique de tolérance, tout en demeurant à l'intérieur de cette zone (figure 12.18.c). Dans ce dernier cas, on remarque que la tolérance de position définit aussi les limites de perpendicularité.

La cotation par cotes nominales encadrées indique que tous les points de la surface du trou doivent se trouver à l'extérieur ou sur un cylindre dont le diamètre est égal au diamètre minimal (MMA, voir la section Tolérance « au maximum de matière admissible») ou au diamètre maximal du trou moins la tolérance de position (diamètre), et dont l'axe est à la position théorique exacte (figure 12.19).

Figure 12.19
Interprétation d'un tolérancement de position

L'utilisation des cotes nominales (encadrées) pour localiser différentes caractéristiques permet de contourner une des difficultés principales du tolérancement, l'accumulation des tolérances (section Accumulation des tolérances), même dans une chaîne de cotes (figure 12.20).

Figure 12.20
Absence de tolérances cumulatives

Certaines caractéristiques, telles que les trous et les bossages, peuvent varier dans toutes les directions autour de la position exacte de l'axe, d'autres, telles que les rainures, peuvent varier des deux côtés de la position exacte d'un plan (figure 12.21).

Figure 12.21
Tolérance de position pour la symétrie